kozmos.hr
Svemir

Je li život na Zemlji ‘rođen’ samo iz RNK?

Primjer jednog molekularnog oblaka, u ovom slučaju oblaka 'Circinus' koji ima masu oko 250.000 puta veću od našeg Sunca (©ESA/Hubble/NASA).
autor
objavljeno

Molekularni oblak u središtu galaksije mogao bi razriješiti okolnosti formiranja Sunčevog sustava te poslužiti kao model ispitivanja scenarija ‘RNK svijeta’.

Molekularni oblak kao komparativni model ispitivanja

Nitrili, klasa organskih molekula s cijano grupom – tj. atom ugljika vezan trostrukom nezasićenom vezom na atom dušika – tipično su otrovni. Međutim, paradoksalno, oni su također ključni prekursori (preteče ili prethodnici) za molekule neophodne za život, kao što su ribonukleotidi, sastavljeni od nukleobaza ili ‘slova’ A, U, C i G spojenih s ribozom i fosfatnom skupinom, koje zajedno čine RNK. U novoj studiji tim istraživača pokazao je da se širok raspon nitrila pojavljuje u međuzvjezdanom prostoru unutar molekularnog oblaka G+0,693-0,027, blizu središta Mliječne staze.

Víctor M. Rivilla, glavni autor studije, rekao je da „Ovdje pokazujemo da je kemija koja se odvija u međuzvjezdanom mediju sposobna učinkovito formirati više nitrila, koji su ključni molekularni prethodnici scenarija ‘RNK svijeta’.“

Super-Zemlje izvan nastanjive zone ipak mogu sadržavati život

‘RNK svijet’

Prema tom scenariju život na Zemlji izvorno se temeljio samo na RNK, dok su DNK i proteinski enzimi evoluirali su kasnije. RNK može ispuniti obje svoje funkcije: pohranjivanje i kopiranje informacija poput DNK i kataliziranje reakcija poput enzima. Prema teoriji ‘RNK svijeta’, nitrili i drugi građevni blokovi za život ne moraju nužno nastati na samoj Zemlji – tj. mogli su također potjecati iz svemira i do mlade Zemlje doći ‘posredstvom’ meteorita i kometa u periodu ‘bombardiranja’ prije oko 4.1 i 3.8 milijardi godina. Da ova teorija može držati vodu potvrđuju i nalazi nitrila te drugih molekula-prekursora za nukleotide, lipide i aminokiseline, koji su pronađeni unutar analiziranih kometa i meteora.

Međutim, odakle su iz svemira te molekule mogle doći? Glavni kandidati su molekularni oblaci – gusta i hladna područja međuzvjezdanog medija koja su sposobna za formiranje složenih molekula. Primjerice, molekularni oblak G+0,693-0,027 ima temperaturu od oko 100 K i promjera je otprilike tri svjetlosne godine, s masom otprilike tisuću puta većom od našeg sunca. Nema dokaza da se zvijezde trenutačno formiraju unutar G+0,693-0,027, no znanstvenici smatraju da bi oblak mogao u budućnosti evoluirati u tzv. ‘zvjezdani rasadnik’.

Primjer jednog molekularnog oblaka, u ovom slučaju oblaka 'Circinus' koji ima masu oko 250.000 puta veću od našeg Sunca (©ESA/Hubble/NASA).
Primjer jednog molekularnog oblaka, u ovom slučaju oblaka ‘Circinus’ koji ima masu oko 250.000 puta veću od našeg Sunca (©ESA/Hubble/NASA).

„Kemijski sadržaj G+0,693-0,027 sličan je onima u drugim regijama u našoj galaksiji u kojima nastaju zvijezde. Međutim, što je možda i važnije, sastav je također sličan sadržaju objekata Sunčevog sustava poput kometa. To znači da nam proučavanje ovog oblaka može dati važne uvide o kemijskim ‘sastojcima’ koji bili dostupni u maglici koja je dovela do nastanka našeg planetarnog sustava,“ zaključio je Rivilla.

Otkrića i budući izazovi ‘RNK svijet’ modela

Tim je u udaljenom oblaku otkrio nitrile cijanoalen (CH2CCHCN), propargil cijanid (HCCCH2CN), cijanopropin, cijanoformaldehid (HCOCN) te glikolonitril (HOCH2CN). Druge nedavne studije također su izvijestile o drugim prekursorima RNK unutar G+0,693-0,027 kao što su glikolaldehid (HCOCH2OH), urea (NH2CONH2), hidroksilamin (NH2OH) te 1,2-etendiol (C2H4O2), potvrđujući da je međuzvjezdana kemija u stanju osigurati najosnovnije sastojke za ‘RNK svijet’.

Zahvaljujući opažanjima tijekom proteklih nekoliko godina – uključujući nove rezultate – članovi istraživanja zaključili su da „sada znamo da su nitrili među najrasprostranjenijim kemijskim skupinama u svemiru. Našli smo ih u molekularnim oblacima u središtu naše galaksije, protozvijezdama različitih masa, meteoritima i kometima, kao i u atmosferi Titana, najvećeg Saturnovog mjeseca.“

Konačno, zaključili su da iako je otkriće nekoliko jednostavnih prekursora ribonukleotida, građevnih blokova RNK, važno i značajno „ipak još uvijek nedostaju neke ključne molekule koje je teško otkriti. Primjerice, znamo da je podrijetlo života na Zemlji vjerojatno zahtijevalo i druge molekule kao što su lipidi, odgovorni za formiranje prvih stanica. Stoga bismo se također trebali usredotočiti na razumijevanje kako se lipidi mogu formirati iz jednostavnijih prekursora dostupnih u međuzvjezdani medij.“

Kako je život uopće došao na Zemlju?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Víctor M. Rivilla et al., „Molecular Precursors of the RNA-World in Space: New Nitriles in the G+0.693−0.027 Molecular Cloud,“ Front. Astron. Space Sci. (2022).

Frontiers (8. srpnja 2022.), „Building blocks for RNA-based life abound at center of our galaxy,“ phys.org (pristup 9. srpnja 2022).

Alberts B. et al., „The RNA World and the Origins of Life,“ ncbi.nlm.nih.gov (pristup 9. srpnja 2022).

Pratite Kozmos na Google Vijestima.

CroCube